三相分離器分離效果的影響因素

程云雷

摘 要：對于三相分離器，要想取得良好的分離效果，對其影響因素的控制是十分必要的。該文主要通過分析影響分離器分離效果的因素，找出該過程中存在的問題，以便能不斷增進三相分離器的分離效果和分離效率，為今后該工作的開展提供更多的便利。

關鍵詞：三相分離器 分離效果 因素分析

中圖分類號：TE937 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0126-02

三次采油技術的大規模應用讓原油的產量穩定提高，同時，原油脫水這一環節處理起來是愈加棘手，這主要是因為油田采出的水黏度和油水乳化程度都在呈不同程度的提升，而造成的后果就是生產成本也隨之上升且居高不下，所以，現如今，如何提高三相分離器的分離技術是一個普遍要面對的問題。分離器能否正常工作受到很多方面的影響，除油氣分離效果之外，在生產過程中，原油生產、計量、油井來液的含沙、來液的穩定程度、油氣損耗的程度以及油井措施等都有密切的聯系，分離器分離效果變差，直接影響了產量分析的正確判斷，也不利于長久的生產運行與管理。

1 工作原理及工藝流程

三相分離器采用了重力沉降分離的原理，是一種能把油、氣、水分別分離并加以計量的大型設備。該設備有兩個捕霧器，一級捕霧器負責把油氣水混合物之中的絕大部分氣體分離出來，緊接著氣體會由導管被輸送進二級捕霧器，然后和三相分離器內分離出的氣體匯合并一起由放空管線排出。剩下的就是油水分離的過程：油水混合物會到達三相分離器的內部，在預分離室開始進行初步分離，在沉降室油水層形成。為了保持一個穩定可控的油水界面，需要不斷根據情況調控導水管的高度。最后，油水分離成功，原油經隔板進入油室，污水則由導管引流入水室。

含水原油在加熱爐加熱之后被送入三相分離器內進行分離，首先是混合氣液的分離，氣體進入氣系統，液體則被整流到沉降室。油水混合物在經過沉降、破乳等步驟處理后分別進入油室和水室，最后從油室和水室的出口分別進入站內的油處理系統和水處理系統。而在此過程中混合物中的雜質，例如沉積的泥沙、不可利用的污油廢油，都會被各個分離室底部的排污管線隔離到污油池。

2 三相分離器運行現狀

（1）油井來液含沙過多導致調節機構靈敏度下降，液體流量計變卡遲鈍或過濾器被堵塞，無法正常應用。

（2）來液溫度低造成的管線結蠟現象，冬季最低來油溫度是控制在37 ℃，結蠟會使管道內徑變小，分離效果就不樂觀。

（3）分離器壓力不穩定，變數大。壓力波動大時，分離器內液面波動失衡，也會導致分離效果變差。

（4）措施井、作業井過多直接導致了破乳劑破乳效果的大幅下降。

3 影響三相分離器分離效果的因素

影響三相分離器分離效果的因素有以下幾點。

3.1 浮漂連桿機構失靈

浮漂連桿機構，是一種調節分離器液面的機構[1]。它主要用于控制分離器中各個液面空間的平衡與穩定。當油、水倉液面過低時，浮子會向下撥動內里的小軸，推動杠桿，讓連桿向上推動，閉合出油、出水凡爾，控制油水穩定以免在倉內亂流；同樣一個原理，液面上升時上述步驟則相反，出油、出水凡爾大開，油、水放出，降低油、水倉液面并保持液面穩定。這樣做是要提高油氣分離器的分離效率，分離器要成功運行，穩定的氣相和液相空間是必不可少的。液面太高，液體會進入氣體本該在的空間，有些直至氣管線中，這就加大了氣管線堵塞的風險，分離效果自然很差。液面太低，油管線又會進入氣體，輕則因停留時間不夠導致分離效果變差，重則會出現油管線漏氣的危險狀況，嚴重威脅著生產的正常發展。這些讓分離效果變差的原因可以從兩方面來探究：一種就是油井來液中含沙量太高堵塞了油、水凡爾，卡住了連桿，造成調節機構失去正常的功能，進而不能控制分離器液面的平衡；還有一種就是因為井上來液強烈的侵蝕作用，讓浮球穿孔進液，導致浮力下降，不僅如此，水路調節閥因受到腐蝕無法靈活控制關閉，也會影響最后的分離效果。

3.2 來液溫度影響

溫度直接影響著分離后原油的含水率是否達標，其一它是促進破乳劑發揮最大藥效的支柱，破乳劑依賴于溫度，再者就是溫度也影響著原油的粘度和脫水的快慢。在持續低溫的情況下運行結果只能是原油含水率超標。而且，來液溫度也密切關乎著加熱爐內原油溫度的變化。一般來液溫度控制在42 ℃～48 ℃時，這時出水含油量和原油含水率都不會超標。如果來液溫度上升，三相分離器處理效果就會相應地呈現出“拋物線”的變化，但“拋物線”最低點也會保持在46 ℃上下。來液溫度低于42 ℃，原油黏度和界面張力并沒有受到溫度的充分影響，結果不盡人意。同樣，來液溫度超過48 ℃后，黏度的降低也會減速，也發揮不到破乳劑的最好效果。來液溫度越高，破乳劑的破乳效率越高，這是因為溫度的升高讓原油的黏度下降，使油水界面的擴張力逐漸縮小。

3.3 原油在分離器中的停留時間

一般來說，原油在分離器停留時間為1～3 min，起泡原油為5～20 min[2]，原油在分離器內部停留的時間和分離器的分離效果是成正比的，時間越長，對油滴、氣體、液體的分離越充分。但當通過分離器的原油處理量越大的時候，原油在分離器內停留時間卻會減少，分離效果也會相應變差。

3.4 壓力影響

分離器的壓力也是影響分離效果的一項重要因素。壓力控制要適當，壓力過大會對油管線的回壓產生不良效果，不僅如此，分離后的原油也會出現與其他油水相比更多的溶解氣，壓力太低，油水就缺少能沉降到沉降罐和自然除油罐中的動力，天然氣管線就會產生跑油、竄油的現象，分離器液面壓會產生持高不下的狀況，所以，最好的條件是保證讓分離器在適合的壓力下工作。需注意的是，因為現在的三相分離器都是采用的并聯的連接方法，一定要保證兩個分離器的壓力持恒，否則就會出現偏流的不良后果。

3.5 措施井影響

措施井投產后，處理不當會增加原油脫水難度，阻礙分離。這是因為措施井里的液體有極強的酸性或堿性，它會和破乳劑產生反應，削弱藥效。

3.6 破乳劑濃度

破乳劑發揮的作用是幫助破壞油水界面膜，緩解液滴聚結阻力，增進油水分離的進程[2]。破乳劑濃度過高過低都不能達到預期的效果，破乳劑濃度過低時，將不利于原油的充分脫水，相反，濃度過高不但徒增成本，還可能會出現新的乳化層，更不能破乳。

3.7 三相分離器進液量

當進液量過多，三項分離器無法靈活處理時，由于時間過短，原油脫水時間不足，也會造成油水界面失衡，發生紊亂，進而油會漏入水室。除此以外，上游來液量的波動會讓脫水效果大幅降低，因為它會影響到破乳劑的濃度和加熱后的溫度[3]。所以要盡可能讓進液，脫水和出液這一連續環節的平穩進行得到保證。

3.8 油水界面及油水室液位

油水混層是一種麻煩的問題，無論是調節高度過高還是過低都有可能導致油水失衡，結果無非是水進入油室或者油進入水室，前功盡棄，油堰和水堰的高度和油水界面的高度是息息相關的。由此可見，液面控制極其重要。

4 結語

綜上所述，影響三相分離器運行效果的因素主要包括浮漂連桿機構失靈、來液溫度、來液壓力、油水界面、分離器進液量、破乳劑參與濃度以及原油在分離器中停留的時間等。現在仍然要面臨的一個重要問題是在現實生活中，如何才能有效消除不利因素，讓三相分離器擁有更好的分離效果，產生更大的效益。對此，人們要用嚴謹、求知、創新的態度不斷創造出更實用、高效的三相分離器。

參考文獻

[1] 朱軍，李孝英.影響三相分離器分離效果的原因分析及對策[J].中國石油和化工標準與質量，2012（5）：232.

[2] 黃波，孫莉娜.hxs三相分離器運行影響因素分析[J].硅谷，2013（14）：73-74.

[3] 王冬林，閆凱，韓新利，等.三相分離器運行參數對分離效果的影響[J].有色金屬工程，2015（5）：38-41.